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Évolution des métiers du BTP - vers le chantier connecté

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Un article de STEVE CARPENTIER de Terrassement & Carrières à propos de l’intégration des nouvelles technologies dans les métiers du BTP.

Qui a dit que les métiers du BTP étaient incapables d’innover ? Au vu de l’arrivée en fanfare d’une myriade de nouvelles technologies dans un secteur considéré comme traditionnellement conservateur, cette vieille antienne n’a plus court. Aujourd’hui, les chantiers connectés sont partout, et les outils de plus en plus fiables et faciles d’utilisation.
 
 
C’est une tendance qui ne trompe pas : le salon Intermat 2018 qui aura lieu en avril prochain va accueillir quatre nouveaux espaces entièrement dédiés aux nouvelles technologies. Des “villages” estampillés “Construction Tech 100%”, “Smart Road”, “Building Smart” et “Démolition et recyclage”. Des espaces baptisés avec des noms qui résument bien l’ensemble des segments touchés par le déferlement du hi-tech dans les métiers du BTP et qui donnent le “la” des grands salons internationaux de la construction. Lequel salon parisien a rendu récemment ses traditionnels prix de l’innovation sont un véritable “booster” pour les entreprises lauréates. Dans la catégorie argent, le prix a signe des temps été attribué à la société Drone Volt pour son drone Hercules 10 Spray dans la catégorie “Matériel de chantier, outillage et équipement”. Cet engin volant destiné à la pulvérisation de produits liquides dans le secteur du BTP permet de réduire le déploiement de matériel et le risque humain lié aux interventions en hauteur.  Drones, systèmes intelligents de pesage, gestion de flotte, guidage d’engins, maintenance à distance : la liste est longue des solutions désormais disponibles sur les chantiers de terrassement. Tous s’y sont mis : les constructeurs avec du montage usine, les utilisateurs avec des demandes de plus en plus exigeantes notamment sur l’ergonomie des systèmes embarqués, mais aussi les donneurs d’ordre qui voient dans le Hi-tech le moyen de gagner en productivité, et donc de livrer plus vite les chantiers.  Pourtant, dans le terrassement, on ne fait que bouger de la terre. Oui mais pas que : on doit désormais la bouger avec plus de précision, et vite.
 
La pelle en première ligne
 
C’est dans la famille matériels de chantier ce qu’à parfaitement compris la firme Sumitomo : la firme Trimble vient d’être choisie par le constructeur japonais de pelles hydrauliques pour équiper, en usine, ses machines de solutions de guidage d’engins. La société nippone dont les produits ne sont, pour l’heure, pas encore distribués en Europe, a opté directement pour la nouvelle plateforme Earthworks qui vient d’être lancée en mai dernier sur le marché hexagonal. Développée par Trimble, cette application se veut plus intuitive et conviviale grâce à une interface utilisateur améliorée. Pensé en collaboration étroite avec des conducteurs d’engins de chantier, le logiciel permet de transférer automatiquement des données entre l’engin et le bureau, de telle sorte que l’opérateur dispose toujours du projet le plus récent conçu par le géomètre projeteur. Trimble, un des leaders avec Topcon et Scanlaser de solutions de guidage d’engins, avait déjà séduit un autre constructeur sis au pays du soleil levant, Kobelco. Fortement positionné sur le développement d’engins hybrides, celui-ci a intégré il y a quelques mois, la plateforme de guidage 3D sur ses pelles SK210LC-9. Des machines commercialisées depuis début 2014 mais qui retrouvent une seconde jeunesse avec une mise à niveau Hi-Tech. Car c’est là que réside tout l’enjeu du guidage d’engins : dans sa versatilité et sa simplicité d’utilisation dans un secteur parfois frileux à digérer les innovations.
 
Faire du neuf avec du vieux
 
Pourtant, la notion de guidage d’engins est loin d’être récente. Les premiers systèmes d’assistance à la conduite sont en effet apparus dès les années 70 avec le laser qui permettait un positionnement en deux dimensions de la machine, à savoir, l’altimétrie et la profondeur. Une solution limitée en l’absence de positionnement en Z mais qui aura pourtant connu un franc succès jusqu’au milieu des années 2000. Le passage à un positionnement général en XYZ, le système 3D d’aujourd’hui, devra attendre le lancement de nouvelles technologies pour véritablement prendre son envol, notamment la triangulation par caméra ou radio, ou encore par laser et codes-barres. Des innovations qui auront permis le développement à vitesse grand V du 3D, à la fois par guidage optique et satellite. « L’équipement en système de guidage des niveleuses et des bouteurs a fortement augmenté ces dernières années par rapport au nombre de machines vendues, pour arriver aujourd’hui à un bon niveau de maturité, confirme Freddy Rospars, directeur général de Sitech France, le distributeur des solutions Trimble. Désormais, 90 % des niveleuses sont équipées de solutions 2D ou 3D, et 70 % des bouteurs. Le montage usine des bouteurs est la grosse tendance actuelle, alors que les niveleuses sont encore à la traîne sur ce segment du prémontage. Le marché des pelles de 15 à 75 t accuse encore du retard puisqu’à peine 15 % des 800 machines vendues en France chaque année possèdent un montage usine de solutions de guidage. Mais c’est bien le secteur qui accélère le plus, comme c’est déjà le cas en Allemagne où 300 pelles ont été équipées cette année, contre à peine plus d’une centaine en France». Sitech France, qui a mis en œuvre il y a une dizaine d’années une joint-venture avec Caterpillar pour développer des solutions de guidage, table sur la généralisation du montage usine dans les dix ans à venir. L’entreprise qui a doublé son chiffre d’affaires en 10 ans et qui cette année enregistre une croissance de 15 %, notamment grâce non plus aux gros faiseurs, mais aux nouveaux clients qui représentent plus du quart de son carnet de commandes, table sur des outils complémentaires pour faire exploser le marché. Transfert à distance de projets en 3D, utilisation de systèmes Android, séduisent de plus en plus. Des améliorations qui font mouche alors que ces systèmes sont apparus dans une période de recul de l’activité de la construction et de réduction des enveloppes budgétaires sur les chantiers.
 
Le montage usine a la cote
 
Aujourd’hui, les constructeurs de matériels sont de plus en plus nombreux à proposer des systèmes de guidage intégrés, soit montés en usine, soit proposés en option. Un saut en avant technologique qui aura permis de démocratiser les usages avec un argumentaire de poids pour convaincre : les systèmes d’assistance accroissent la productivité de la machine et du conducteur d’engin et permettent une précision des travaux encore inégalée. Concrètement, le guidage d’engins, qui n’est que le synonyme du système d’information embarqué, a des avantages immédiats et précis : il permet d’indiquer en cabine la cote à réaliser et de positionner l’engin en fonction des projections, il indique à l’opérateur de l’engin la cote à suivre, ce qui permet de supprimer la pose manuelle de piquets par un manœuvre ou un géomètre. Enfin, il peut, dans certains cas, lorsque le boîtier hydraulique est en interface avec le système, contrôler directement la position de la lame. L’asservissement des outils, une plus value bien comprise par Caterpillar qui a lancé dès avril 2016 sa propre technologie de guidage d’engins. Son nom : Cat Grade avec Assist. Son débouché : la pelle hydraulique. Sa fonction : l’assistance à la conduite d’engins avec commande de nivellement semi-autonome. En clair, les réglages de nivellement qui sont généralement effectués par le conducteur à l’aide de commandes manuelles sont désormais automatisés. Ce système permet ainsi d’ajuster automatiquement la montée et descente de la flèche, et la sortie et rappel du godet pour garantir un nivellement constant. Conçue au départ pour la pelle 323 Cat, cette solution high-tech est, depuis avril dernier, disponible « départ usine » pour les pelles Cat 313F, 330 F et 336F XE. La technologie permet de travailler en 2D mais aussi en 3D avec le Cat Grade 3D. Développée avec Trimble, cette fonctionnalité est disponible via l’option AccuGrade. Caterpillar, qui a largement pris en marche le train du chantier connecté et de l’automatisation, a d’autre part lancé, en mars dernier, sa commande de refoulement à distance. Baptisée Cat Connect Command, elle permet aux tracteurs D8T du constructeur d’être pilotés à distance. L’objectif est d’accroître la sécurité du conducteur d’engin dans des milieux contraints, notamment dans les pentes abruptes ou les surfaces instables. Une console portative située dans le champ de vision du conducteur et pouvant être placée à 400 m du lieu d’intervention, assure le guidage à distance.
 
Des solutions simples à mettre en oeuvre
 
Chez Caterpillar, l’ensemble des pelles de 12 t à 90 t sont équipées avec des systèmes 3 D plus ou moins sophistiqués. “L’intégration de systèmes dans nos machines est une tendance qui se généralise, explique Sébastien Thiery, chargé des applications nouvelles technologies chez Caterpillar. L’essentiel de notre série de bouteurs et notamment le D6 N qui représente le gros du marché français dans sa catégorie sont équipés. Les D10 et D11 destinés surtout au secteur minier en restent pour l’heure dépourvus, mais du D3 au D10, notre parc complet est équipé de systèmes de guidage 2D ou 3D en option ou montés d’usine. C’est aussi le cas des pelles à chenilles qui jusqu’à la 20 t sont équipées en 2D de série et ont en option le Cat Grade Assist. La grande évolution dans ces produits porte aujourd’hui sur l’interface utilisateur. D’une façon générale, toutes ces nouvelles technologies viennent soulager l’opérateur plutôt que le remplacer”. Un principe développé également par la société Bridgin avec son produit de guidage de pelle et de godet, l’Idig. Son plus : sa facilitation d’installation puisque son montage s’effectue sans câble et son capteur est rechargeable par panneau solaire. Il s’installe en effet comme un GPS de voiture. Dans sa cabine, le conducteur de pelle dispose d’un écran tactile pour rentrer les paramètres de travail et d’un indicateur lumineux qui l’avertit lorsque les dents du godet atteignent la profondeur et la distance souhaitées. Le système de calcul repose sur des capteurs d’angles électroniques positionnés sur les bras de la pelle, lesquels capteurs calculent instantanément la position exacte des dents du godet. Les données sont transmises par radio ce qui permet de supprimer les câbles qui sont susceptibles d’être arrachés pendant les manœuvres. Le système est par ailleurs transférable d’une machine à l’autre en quelques minutes.
 
Le bouteur, la machine idoine 
 
Le constructeur Komatsu n’est, de son côté, pas en reste puisqu’il a développé son système intelligent de contrôle IMC disponible sur sa pelle PC 210LCI et sur sa gamme de bouteurs sur chenilles D61i. Son bouteur D61i-24 est ainsi équipé en série d’un système 3D de guidage et de positionnement par satellite installé en usine. Les composants optionnels des commandes de l’engin qui sont dans une situation classique montés sur la lame, sont désormais remplacés par une antenne GNSS (Global navigation satellite system) montée sur le toit de la cabine, une centrale inertielle améliorée et de vérins hydrauliques à détection de course, tous montés d’usine. Ce bouteur peut effectuer des travaux de terrassement en mode automatique. Lors du chantier, le système de contrôle de la lame vient surveiller la charge de la lame et corrige son élévation pour minimiser les dérapages du train de chaînes. L’antenne satellite sur le toit de la cabine permet de récolter les données relatives à la surface en temps réel en mesurant les altitudes réelles. La France, qui reste à la traîne des pays nordiques où 10 % environ de l’ensemble du parc machines est équipé de solutions de guidage d’engins, reste toutefois un marché porteur avec de fortes perspectives de croissance. La preuve : le segment du compacteur routier et du finisseur est désormais fortement intéressé par les systèmes d’aide à la conduite. Exemple : Volvo a actuellement dans ses cartons un système de suivi en temps réel et d’aide au guidage pour le compactage. Baptisé “assistance compacte au sol” (Compact Assist for Soil), il est dans la droite ligne de ses autres produits également en préparation et destinés également au compacteur routier : le système de compactage intelligent et le système de densité en direct de l’asphalte, deux solutions toutes deux servant à ajuster au plus près, en direct et directement de la cabine les niveaux d’asphalte mis en œuvre. Des solutions qui seront uniquement disponibles sur les compacteurs Volvo.Chez Volvo, Le lancement officiel il y a un an du DIG Assist pour les pelles et du Load Assist pour les chargeuses, deux outils Volvo d’assistance à la conduite d’engins, sont en phase avec cette course contre la montre technique et technologique que mène la marque suédoise. La commercialisation du Dig Assist a débuté aux Etats-Unis en août dernier. Cet outil permet à l’opérateur de visualiser en temps réel sur son écran de contrôle la position de la pelle par rapport aux cotes rentrées précédemment. Ce même écran lui fournit également des informations quant à l’avancée exacte des travaux et lui signale lorsque l’objectif de creusement est atteint. Quatre vues simultanées de la machine sont possibles et une caméra 360 ° en bird eye garantit la vision de l’engin mais aussi de ses alentours immédiats. Mais le plus se trouve certainement ici : l’opérateur est capable grâce à la fonctionnalité “dessin sur chantier “(In-Field Design Functionality) de remettre à niveau les cotes directement de sa cabine, sans faire appel à un manœuvre ou à un géomètre.
 
Le pesage facile et précis
 
Autre tendance de fond qui se retrouve tant en terrassement qu’en carrière : le pesage dit “intelligent”. Trimble a lancé plusieurs solutions ces derniers mois : le Loadrite L-3180 pour chargeuses, le Loadrite H-2250, un système de monitoring pour tombereaux tout récemment lancé début septembre, et enfin le X2350, un système de pesage embarqué pour pelles hydrauliques, qui accroît la productivité du chargement.
Le L-3180 inclut des indicateurs de performance en cabine qui aident l’opérateur à suivre les objectifs quotidiens. Un dispositif de localisation GPS des chargements est ajouté afin d’identifier les performances des chargeuses par zone de travail. Enfin, il intègre une nouvelle fonction, « e-Tickets », qui permet l’envoi automatique et immédiat des tickets de pesée par e-mail (chauffeur de camion, client ou chef de chantier de destination). Grâce à l’utilisation de capteurs d’angles multi-axes Trimble, le nouveau Loadrite L-3180 mesure en permanence l’inclinaison du châssis de la chargeuse, en comparaison avec la position des bras de levage. L’intelligence artificielle du système permet ainsi de s’adapter au mieux à l’environnement de travail et d’en compenser les contraintes. Le récepteur GPS est connecté à la suite logiciel Loadrite Insight HQ, des rapports sont automatiquement générés afin d’identifier en fin de journée les quantités et temps passés de chaque machine et sur quelle zone. La présentation est faite sous forme de nébuleuse. Le Loadrite H-2250 pour sa part l’affiche en grand : fini le comptage manuel ! Pas sûr mais quoi qu’il arrive, cette solution permet de produire en temps réel des rapports automatiques de productivité et de performance des tombereaux. Principe : le système fournit des totaux précis de transport qui remplacent les feuilles de pointage et les estimatifs de production. Ces rapports permettent de repérer plus efficacement les mouvements de matériaux inefficaces. Les rapports sur les temps de cycles indiquent l’activité des camions, la durée du chargement, la durée du transport et le temps d’attente. Enfin, dernière solution Trimple, le loadrite X2350 qui pèse le matériau se trouvant dans le godet, puis affiche la charge sur un moniteur situé en cabine. A noter que le constructeur Liebherr a mis en œuvre un programme auprès de ses concessionnaires pour le montage usine du pesage embraqué X2350. Baptisé « Liebherr-Loadrite Ready », il vise les pelles sur chenilles de la R936 à la R980.
 
Des écrans ludiques
 
Autre entreprise, autre solution de pesage : le Loadmaster alpha 100, le Loadex 100 et le logiciel Isosync de RDS Technology (filiale de Topcon), un pack de solutions de gestion des données de production pour les applications de carrières et de puits de gravier. L’objectif : augmenter l’efficacité de l’opération de chargement, du dosage, du mélange et du mouvement de stock. L’isosync permet à l’opérateur de la pelleteuse de transférer directement des informations sur les volumes de matériaux chargés vers un bureau distant (par exemple, de la face vers le concasseur primaire). Il permet également d’envoyer des tâches via le système de pesage embarqué Loadmaster Alpha 100 en temps réel à partir de son bureau distant à l’aide du GPS / 3G / Wi-Fi et de récupérer les informations de charge résultantes. Lorsque les camions des clients arrivent sur le site, l’opérateur du chargeur dispose d’une visibilité immédiate des informations d’emploi sur l’écran de son Loadmaster Alpha 100. Il sait à partir de l’écran quel produit il doit charger, de quelle baie de produit il doit l’obtenir, combien de tonnes ou de kilos de produit il doit charger et la plaque d’immatriculation du camion dans lequel le produit doit être chargé. Il sait également vers quel client le produit sera ramené. Le gestionnaire de site a également la visibilité de l’écran de l’opérateur de l’extérieur du véhicule, en utilisant l’application iSOSYNC sur son appareil mobile. Pendant que l’opérateur charge le camion, son écran lui indique le poids du produit chargé, la cible restante et le nombre de seaux. La caractéristique “tip-off” lui permet de réduire le volume du godet final jusqu’à ce qu’il ait exactement la quantité requise de sorte que le camion soit chargé avec précision la première fois. Ici comme pour l’ensemble des nouvelles technologies qui arrivent en force dans le secteur des BTP, emballer, c’est peser.
 
 
Point de vue. Benjamin Hugonet, Directeur Commercial EMEA d’Airware.
 
«La transformation digitale sur les chantiers : une révolution à prendre en marche».   
 
 
La technologie drone devient aujourd’hui omniprésente sur les chantiers. Mais les carrières, les mines ou les chantiers de construction évoluent tous à un rythme différent. Depuis 2013 une réelle mutation des usages s’est opérée et 4 grandes catégories d’entreprises utilisant cette technologie drone se distinguent : des simples utilisatrices aux plus aguerries, en passant par celles en transition de leur exploitation à leur activité globale.  La principale motivation de ces entreprises qui représentent 40% du marché est simple : réduire leurs coûts. Le déploiement se fait à petite échelle en sous-traitant les vols auprès d’un opérateur de drones. L’initiative vise à réduire le temps et le coût d’acquisition de la traditionnelle collecte de données topographiques.
Ces entreprises effectuent ainsi des acquisitions par drone chaque trimestre ou chaque année, en se concentrant sur des zones délimitées telles que des volumes de matière extraite dans une zone de stockage. L’information collectée est sensiblement la même qu’avec les méthodes traditionnelles de topographie, mais elle est obtenue plus rapidement et de façon plus sûre. Dans certains cas, cela engendre des réductions de coût. Néanmoins ces améliorations ne bénéficient qu’à quelques employés du site, avec un potentiel technologique non exploité. Certains responsables de chantier vont mettre en place des missions de vol de drone dans un objectif bien plus large que de simples économies financières. Cela naît souvent d’une frustration liée à la qualité des données, le temps et les coûts inhérents à leur collecte et à leur évaluation.
 
Repenser les processus d’organisation interne
 
 
Ces initiatives ont souvent pour but d’améliorer les relevés et d’automatiser les rapports. Les vols sont effectués à une cadence trimestrielle ou mensuelle, sur l’ensemble du site, pour une compréhension intégrale des opérations. Cette approche globale valorise le travail du topographe, du gestionnaire de site, et de la comptabilité. 30% des sites correspondent à cette catégorie, les grandes entreprises françaises de BTP par exemple. Des entreprises particulièrement innovantes voient dans la technologie drone une opportunité pour créer de nouveaux process, plus efficaces, au sein de leur organisation (20% des sites sont concernés). Elles lancent alors un projet avec pour ambition d’améliorer la collaboration des employés sur site et dans les bureaux, ainsi que l’efficacité de leurs machines. Cela doit in fine améliorer leurs résultats financiers. L’adoption de solutions drones doit alors permettre à l’ensemble des collaborateurs d’interagir entre eux, qu’ils soient internes ou externes : chefs de projet SIG, directeurs techniques, responsables sécurité, comptabilité. De tels projets permettent d’axer le processus de prise de décision sur les données drones disponibles en ligne, qui permettront par la suite d’améliorer la productivité de plusieurs services à la fois. Déployer ces activités à grande échelle est primordial, le défi qui s’impose ici réside dans la complexité de l’organisation et des processus internes à se restructurer.

Crédit : T&C Retrouvez cet article sur CAYOLA CONSTRUCTION

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